DE180152C - - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
- B23F5/00—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made
- B23F5/12—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear Processing (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
Vr 180152 -KLASSE 49 δ. GRUPPE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung
zur Herstellung von Zahnrädern, deren Zähne von dem in der normalen Form verbleibenden
Mittelteil aus nach unten, nach oben oder nach unten und nach oben eine stetig fortschreitende
Verjüngung gegen die theoretisch richtige Form haben. Das Herstellungsverfahren besteht darin, daß das Schneidwerkzeug,
ίο welches die Form eines Zahnstangenzahnes besitzt,
in der Weise geführt wird, daß während der zum Schneiden erforderlichen hin- und hergehenden
Bewegung die zweite der Abrollung des Zahnes entsprechende Bewegung nicht in
gerader, sondern in einer Bahn stattfindet, die um ein Geringes gekrümmt ist, und zwar derart,
daß das Werkzeug an dem Kopfe' oder Fuße der Zähne etwas mehr Material' wegarbeitet.
Mit anderen Worten kommt es darauf an, daß das Werkzeug einen Vorschub gegen das Werkstück
erhält, wobei es anstatt auf einer geraden Abrollungsbahn auf einer der Verjüngung entsprechend
gekrümmten Abrollungsbahn bewegt wird. Hierbei findet neben der hin- und hergehenden
Arbeitsbewegung des Werkzeuges in bekannter Weise eine . gegenseitige Bewegung von Werkzeug und Werkstück, entsprechend
der gegenseitigen Bewegung von Zahnstange und Zahnrad, statt.
Fig. 7 der Zeichnung zeigt schematisch die Bewegung von Werkzeug und Werkstück während
des Schneidens. Fig· 8 zeigt in größerem Maßstabe die Form einer Zahnlücke. In beiden
Figuren stellen die punktierten, Linien die theoretisch richtigen Zahnformen dar, die vollen
Linien die Zahnformen, bei denen Kopf und Fuß der Zahnflanke um ein Geringes verschwächt
sind. In Fig. 7 geben die vollen Linien bei A, B und C drei Stellen des Werkzeuges an,
welches gegen und mit dem Werkstück in einer schwach gekrümmten Kurve geführt wird; die
punktierten Linien stellen bei D und E die genau gradlinige Querbewegung dar, mittels
der man die theoretisch vollkommen richtig geformten Zähne erhalten würde.
Statt des Hobelwerkzeuges können z. B. Fräser oder Frässcheiben benutzt werden.
Immer ist es Voraussetzung, daß die neuen Zahnräder mit theoretisch richtig hergestellten
Profilen am Kopf oder am Fuße der Zähne oder an beiden Stellen um ein Geringes geschwächt
sind, und zwar soll diese Formabweichung derjenigen gleich sein, welche durch die angegebene
Arbeitsweise des Werkzeuges erzeugt wird. Zweckmäßig wird natürlich das Verfahren in
jedem Falle mittels des hobelnden oder fräsenden Werkzeuges in der Weise ausgeführt, daß
das zahnstangenartig während des Arbeitsvorganges gegen das Werkstück sich abrollende
Werkzeug auf einer gekrümmten Abrollungsbahn bewegt wird. Die Krümmung kann nach
innen oder außen gerichtet sein, je nachdem es sich um Innen- oder Außenverzahnungen bei.
Zahnrädern handelt.
Bei der Erfindung kommt es ferner auf die besondere Ausführung der Werkzeugmaschine
zur Ausübung des beschriebenen Verfahrens an. Bei jener Ausführung ist es wesentlich,
daß das Werkzeug gegen das Werkstück durch Verstellung eines mit schiefer Fläche versehenen
Stützkörpers gegen eine schiefe Fläche am Werkzeughalter vorgeschoben wird.
55
Auf der Zeichnung veranschaulicht:
Fig. ι eine Vorderansicht,
Fig. 2 eine Rückansicht,
Fig. 3 eine Seitenansicht von der rechten Seite der Fig. i,
Fig. 4 einen Schnitt entsprechend der Linie a-a auf Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie b-b auf Fig. i,
Fig. 6 einen Einzelteil (Band mit der Klammer).
In dem Körper 1 der Maschine ist die Antriebswelle 2 gelagert, welche auf einer Seite die
Riemenscheibe 3, auf der anderen Seite die Kurbel4 trägt, an der die Zahnstange 5 angelenkt
ist, welche in das Zahnrad 6 eingreift; dieses sitzt auf der schwingenden Welle 7. Das Zahnrad
6 wird mittels zweier Rollen 8 und 9, die durch den Arm 10 auseinander gehalten werden
und frei auf der schwingenden Welle 7 hängen, mit der Zahnstange 5 in Eingriff gehalten. Mit
der schwingenden Welle 7 ist durch Nut und Feder der Trieb 11 so verbunden, daß er sich
in Richtung der Achse der schwingenden Welle frei bewegen kann; er greift in die mit dem Gleitstück
13 durch Schraubenbolzen verbundene Zahnstange 12 ein. Ungefähr am Ende dieses
Gleitstückes befindet sich, wie aus Fig. 5 und 1 ersichtlich ist, der Werkzeughalter 14, der das
Werkzeug 15 von der Form eines Zahnes einer Evolventenzahnstange trägt. Die Führung 16
des Gleitstückes ist in fester Verbindung mit dem Schlitten 17, der den Querbalken 18 umfaßt,
welcher mit dem Körper der Maschine durch Schraubenbolzen verbunden ist. Am Schlitten 17 ist die Schraubenmutter 19 fest,
in die die Schraubenspindel 20 eingreift, mittels welcher dem Werkzeuge eine seitliche Bewegung
erteilt werden kann. Die Schraubenspindel 20 trägt die Handkurbel 21.
Das zu bearbeitende Zahnrad 22 ist auf der
Welle 23 befestigt, die den Arm 24 besitzt, . in dessen Ende der Zahnteilungsstift 25 genau
paßt. Die Zahnteilungsplatte 26 bewegt sich frei um die Welle 23 und ist mit Zahnteilungslöchern
versehen, die der Zähnezahl des zu schneidenden Zahnrades entsprechen. Indem der Stift 25 diese Platte 26 mit der Welle 23
kuppelt, gibt er gleichzeitig die Zahnteilung an. Diese Platte 26 trägt den zylindrischen
Bogen 27, dessen äußere Flanke dem Teilkreise des zu bearbeitenden Zahnrades 22 entspricht.
An dem Schlitten 17 ist die wagerechte Stange 28 befestigt und mit dem Bogen 27 durch die
Stahlbänder 29 und 30 in folgender Weise verbunden. Das Band 29 verbindet das eine
Ende der wagerechten Stange 28 mit dem gegenüberliegenden Ende des Bogens 27. Das zweite
Band 30 ist entsprechend umgekehrt angeordnet.
Um diesen Bändern gleiche Spannung zu verleihen, ist an jedem eine mit Gewinde versehene
Klammer 31 und 32 vorgesehen, deren Bauart für sich in Fig. 6 dargestellt ist. Diese
Bänder verbinden den Bogen 27 und die wagerechte Stange 28 in der Weise, daß die seitliche
Bewegung dieser Stange eine entsprechende Drehbewegung des Bogens hervorruft. Die
seitliche Bewegung des Werkzeuges ist infolgedessen mit einer entsprechenden Drehbewegung
des zu bearbeitenden Zahnrades begleitet.
Der oben bezeichnete Erfindungszweck wird durch folgende Einrichtung erreicht. Der
Querbalken 18 ist in fester Verbindung mit einer Zahnstange 33, die in das Zahnrad 34 eingreift,
dessen verlängerte Nabe in das mit dem Schlitten 17 in fester Verbindung befindliche Lager 35
eingesetzt ist. Durch die Mitte der Nabe des Zahnrades 34 greift die Welle 36 und ist mit
der Nabe durch Nut und Feder achsial beweglieh verbunden. Das andere Ende der Welle 36
ist in das Lager 37 eingesetzt, das auf dem vorderen Ende des Gleitstückes 13 sitzt (Fig. 5). An
diesem vorderen Ende trägt die Welle 36 das Exzenter 38, welches von dem Exzenterbügel 39
umfaßt wird. Die Stange dieses Exzenterbügels 39 reicht bis in den Rücken des Werkzeughalters
14 hinab. An ihrem unteren Ende ist die Exzenterstange mit einer vorstehenden
Nase 40 versehen (Fig. 5), gegen welche sich der Werkzeughalter 14 stützt. Gegenüber der
Nase trägt der Werkzeughalter eine Stahlplatte 41, deren Rückseite um ein Geringes
schief Hegt, so daß, wenn die Exzenterstange gehoben ist und die Nase 40 diese Stahlplatte 41
an einer höheren Stelle berührt, der Werkzeughalter 14 sich etwas tiefer als vorher senkt, so
daß das Werkzeug eine entsprechend tiefere Lage annimmt. Das Exzenter 38 ist so bemessen,
daß es seine tiefste Stellung hat, wenn der Schlitten 17 in seiner mittleren Lage sich befindet
und das Werkzeug 15 entsprechender Weise senkrecht über der Mitte der das Arbeitsstück
tragenden Welle 23 steht.
Die Wirkungsweise der Maschine ist folgende: Das zu schneidende Arbeitsstück 22 wird auf
^der Welle 23 befestigt und der Schlitten 17 wird
so weit nach einer Seite bewegt, daß das Werkzeug 15 gerade noch am Umfang des Arbeitsstückes
22 vorbei kommt. Die Antriebswelle 2 wird in Bewegung gesetzt; die Kurbel 4 bewegt
die Zahnstange 5 und setzt die Welle 7 in schwingende Bewegung. Der Zahnradtrieb 11
überträgt dann eine hin- und hergehende Bewegung auf das Gleitstück 13 und das Werkzeug
15. Wenn nun die Schraubenspindel 20 ein wenig gedreht wird, so beginnt das Werkzeug
15 in das Material des Werkstückes einzuschneiden. Während das Werkzeug seitlich
bewegt wird, erhält gleichzeitig das Werkstück eine drehende Bewegung, welche im genauen
Verhältnis zur seitlichen Bewegung des Werk-
zeuges 15 steht, denn die wagerechte Stange 28
nimmt an der seitlichen Bewegung des Werkzeuges teil und erzeugt mittels der Stahlbänder
29 und 30 eine drehende Bewegung des Bogens 27, der mit der das Werkstück tragenden
Welle 23 mittels des Zahnteilungsstiftes 25, der in der Zahnteilungsplatte 26 steckt, verbunden
ist.
Die. gegenseitige Bewegung zwischen dem Werkzeug 15 und dem Werkstück 22 ist daher
genau dieselbe, als wenn eine Zahnstange in ein Zahnrad eingreift, und infolgedessen schneidet
das Werkzeug eine Zahnlücke aus dem zu bearbeitenden Rade aus, welche genau in einen
Zahnstangenzahn von der Form des Werkzeuges 15 eingreifen würde. Aber infolge der
Wirkung des Getriebes, das die Zahnstange 33 bewegt, bestehend aus dem Zahnrade 34, der
Welle 36 und dem Exzenter 38, hat sich der Werkzeughalter beim Beginn des Schneidens
gegen die Stellung gesenkt, welche er in der Nähe seiner Mittellage einnimmt. Nachdem
die Mittellage überschritten. ist, senkt er sich wieder ebenso tief wie zu Anfang. Das Werkzeug
wird daher nicht mehr in einer genau wage.-rechten Linie, sondern in einer gekrümmten
Linie geführt, welche ihren Scheitel in ihrer . Mitte besitzt. Dadurch werden die Zahnflanken
am Kopf und Fuß um ein Geringes gegen ■
die theoretisch richtige Form verschwächt, wie in Fig. 8 dargestellt ist.
Es ist klar, daß der Erfindungszweck durch beliebig andersartig gebaute Maschinen zur
Verwirklichung gebracht werden kann. Auch für die Anwendung von Hobelstählen mit Zahnstangenzahnform
sind andere Ausführungsformen denkbar, namentlich auch für Räder mit
Innenzähnen, für konische Räder und andere mehr. Werden Fräser oder Frässcheiben benutzt,
so ist die ganze Maschine entsprechend der verschiedenen Arbeitsweise des Werkzeuges
abgeändert auszuführen.
Bei allen Ausführungsformen ist es wesentlich, daß mittels der Maschine Zahnräder hergestellt
werden, an denen die theoretisch riehtigen Profile am Kopf oder am Fuße der Zähne
oder an beiden Stellen um ein Geringes geschwächt sind.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von Zahnrädern
bei gegenseitiger Bewegung von Werkzeug und Werkstück, entsprechend der gegenseitigen Bewegung von Zahnstange
und Zahnrad neben der hin- und hergehenden Arbeitsbewegung des Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug (15) zwecks Erzielung von Zähnen mit einem in der
normalen Form verbleibenden Mittelteil und einer von diesem Mittelteil aus nach unten, nach oben oder nach unten und nach
oben stetig fortschreitenden Verjüngung gegen die theoretische richtige Form einen
Vorschub gegen das Werkstück (22) erhält, wobei es anstatt auf einer geraden Abrollungsbahn
auf einer der Verjüngung entsprechend gekrümmten Abrollungsbahn bewegt wird.
2. Werkzeugmaschine zur Ausführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Werkzeug (15) gegen das Werkstück (22) durch Verstellung
eines mit schiefer Fläche versehenen Stützkörpers (40) gegen eine schiefe Fläche am
Werkzeughalter (14) vorgeschoben wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE180152C true DE180152C (de) |
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ID=444426
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
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0
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